计算机网络概述.ppt

School of Management Tianjin University,计算机网络基础与应用,天津大学管理学院 信息管理与信息系统系 郁雪 EmailTo:yuki,School of Management Tianjin University,关于这门课, 教材 谢希仁，计算机网络（第5版），电子工业出版社 2008.1 主要参考书 思科网络技术学院教程（第一学期） 第三版 人民邮电出版社 A. S. Tanenbaum, “Computer Networks” (4th Edition), Prentice-Hall, Inc., 2005,School of Management Tianjin University,关于这门课,课程特点 大量计算机网络通信基本概念 网络互联的理论知识 抽象的协议概念 考核方法 平时成绩(出勤，小论文)20% 期末笔试考试 80%,School of Management Tianjin University,关于这门课, 学习方法 保持出勤率 完成阅读作业(教材,相关资料) GOOGLE 最杰出的搜索引擎 维基百科 百度（BAIDU） 国内最好的搜索引擎 天网搜索教育网最好的搜索引擎 ,School of Management Tianjin University,互动学习,登录课程主页 7/colleges/yuxue 经常发布关于课程信息,笔记,公告等 注意更新! 任何疑问 Pls Email me: yuki,School of Management Tianjin University,课程大纲,课程概貌 Chap1 计算机网络概述 计算机网络的概念、发展史 计算机网络的划分 网络体系结构（网络模型） Chap2 数据通信基础 数字通信的基本概念 数据通信模型 数据传输方式,School of Management Tianjin University,课程大纲,Chap3 物理层与数据链路层 物理层的传输介质 数据链路的基本功能 基本的数据链路层协议 Chap4 局域网技术 以太网基础 以太网工作原理 以太网交换技术,School of Management Tianjin University,课程大纲,Chap5 网络层 网络层的设计功能 路由选择算法 因特网上的网络层（TCP/IP协议集） IP寻址 Chap6 传输层 传输层设计的主要功能 因特网上的传输协议（TCP与UDP）,School of Management Tianjin University,课程大纲,Chap7 应用层 应用层介绍 DNS域名系统 HTTP、FTP、SMTP、Telnet WWW服务 Webservice,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,计算机网络与信息时代 20世纪出现了计算机，计算机与通信技术的结合并且大发展，出现了计算机网络，出现了Internet；它是20世纪最伟大的科技成就之一。 21世纪将是信息时代。信息的收集、生产、存储、传递、检索和使用都离不开计算机网络；因此，许多国家斥巨资建立“信息高速公路”和发展信息业，并把它作为基本国策。 网络改变了人们的工作方式与生活方式。,School of Management Tianjin University,School of Management Tianjin University,几个概念 网络（network）：由若干结点（node）和连接这些节点的链路（link）组成。 网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机、路由器等组成。 网络和网络可以通过路由器连起来，构成一个覆盖范围更大的网络，即互联网。 因特网是世界上最大的互连网络，通常用“一朵云”表示。,School of Management Tianjin University,Internet和internet的区别,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,计算机网络发展的历史 （一）互联网的起源 1962年，美国国防部为了保证本土防卫力量和海外防御武装在受到前苏联核打击后仍具有生存和反击能力，提出一种分散的指挥系统，各个指挥点之间能够保持互联。 1969年，美国国防部高级研究计划署资助了一个叫ARPANET网络项目，把若干位于洛杉矶附近的大学的计算机主机连接起来，采用分组交换技术，交换机和通信线缆。这是最早的互联网雏形。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,从电路交换技术到分组交换技术 电路交换典型代表是电话交换机 “交换”（switching）就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源 线路电路交换技术将待传信息作为一个整体在线路上传送，中继结点为之转接一条专用线路前传 “建立连接” “通话” “释放连接”,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,发送数据前必须在一对用户设备间建立一条传送数据的物理通路。 在数据传输过程中该通路被独占（资源利用率低）,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,分组报文交换技术将被传信息划分成若干分组报文作为独立的单元在线路上传输，在网络设备内存储转发。 新技术具有对通信线路利用率高、出错后纠错效率高等优点，很快引起计算机与通信界的注意。 存储转发是该技术的核心： 报文（message）划分为若干更小的数据段 分组（pachet）=首部（header）+数据段 分组又可称为“包”,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,特点： 数据被分割成数据块（报文/分组），以之为基础按序在节点内存储转发。 数据块由报文头/分组头（用于识别目的地和控制转发）和用户数据组成。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,（二）TCP/IP协议的产生 背景：20世纪70年代网络技术的大发展，出现了数以百计的体系结构各异的网络，难以互联互通。 国际标准化组织ISO（International Standards Organization）成立了相应的工作组，着手研究网络的体系结构问题，于1980年形成了一个七层的开放式系统互联参考模型（OSIRM），并在OSIRM的框架之内进一步对各层的功能、所提供的服务以及提供有关服务所需的协议进行了定义，完成了有关文本的编制。但由于多方面原因，最终制定的协议并未在实践中获得实际应用推广。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,（二）TCP/IP协议的产生（cont） 美国人Vinton Cerf提出在每个网络内部各自使用自己的通信协议，当与其他网络通信时使用TCP/IP协议，这个想法最终导致了互联网的诞生，并且确认了TCP/IP协议的重要地位。 TCP/IP协议也采纳了互联分层模型，OSI参考模型由于多方面原因，最终制定的协议并未在实践中获得实际应用推广；相反TCP/IP模型成为了事实上的工业标准，并最终被互联网所采用。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,（三）WWW，浏览器的出现，B/S应用 背景：上一世纪九十年代年初，Internet的用户仍主要是学术界、政府和工业界的研究人员，网上主要提供4种服务：电子邮件（E-mail）、消息论坛（News）、远程登录（Remote Login）和文件传输（File Transfer）。 事件：1989年出现的WWW（World Wide Web）和1993年出现的图形界面浏览器Mosaic，由于其操作简便，能查询到图文声并茂的多媒体信息，这就彻底改变了Internet 的应用范围、使用模式和用户群,由此而形成了所谓的浏览器服务器（BS）工作模式。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,什么是计算机网络？ 定义：计算机网络是利用通信线路(连网设备)将地理上分散的、具有独立功能的许多计算机系统连接起来，按照某种协议进行数据通信，以实现资源共享的信息系统。 主要概念是： 自主计算机 互连 资源共享,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,计算机间互连的方式有,School of Management Tianjin University,校园网通用结构,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,资源共享,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,共享打印,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,网络打印,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,信息共享,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,认识计算机网络 数以万计的设备（主机和终端设备）运行网络应用 通信线缆（fiber, copper, radio, satellite） 路由器（转发数据报文）,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,计算机网络种类的划分 按网络覆盖范围划分 局域网（LAN - Local Area Network) 园区网(CAN - Campus Area Network) 城域网(MAN - Metropolitan Area Network) 广域网/远程网 (WAN - Wide Area Network/Long-haul Network),School of Management Tianjin University,计算机网络概述,按网络覆盖范围划分（cont）,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,按网络覆盖范围划分（cont）,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,以TCP/IP协议集（栈）为基础，按信息交流对象划分网络 Internet（互联网、网际网或英特网）：是以TCPIP为基础的全球唯一的国际互联网络的总称，或某电信部门提供的国家、地区的公用数据网络。如中国英特网Chinanet。 Intranet （内联网）：以TCP/IP协议集为基础的企、事业专用网，在内外部间通过防火墙（Firewall）实施隔离，通过代理服务器（Proxy Server）、加密等措施保证内部信息的通信与访问安全。从这种意义上讲，Intranet 是Internet技术在专用网络中的一种应用。 Extranet (内联外延网）：为增加企业与合作伙伴、提供商、客户和咨询者的业务交往而将Intranet的互联范围扩大到内部以外的伙伴。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,按公用与专用划分 公用网（Public Networks）:由电信部门或从事专业电信运营业务的公司提供的面向公众服务的网络，如中国电信提供的以X.25协议为基础的分组交换网Chinapac、数字数据网ChinaDDN、中国英特网Chinanet，以及非电信部门提供的以卫星通信为基础的“金桥网”。 专用网（Private Networks）:政府、行业、企业事业单位和学术社团为本行业、本企业和本事业单位服务而建立的网络。专用网的实例很多，其中有代表性的包括教育科研网CERNET、中科院网CASNET、中国经济信息网CEINET以及各级政府部门的网络等等。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,其他分类法 按传送应用数据性质分类：数据通信网、多媒体网或综合业务数字网（ISDN，即Integrated Service Digital Network）； 按所采用的主要网络技术分类： X.25为基础的网络 ATM（ATM Asynchronous Transfer Mode,异步传输模式）网络 帧中继（Frame Relay）网络 卫星通信网络 有线/无线网 固定/移动网,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,网络的拓扑结构 网络拓扑结构是指一个网络中各个节点之间互连的几何构形，即指各个节点之间互相连接方式。 基本的网络拓扑结构有星形、环形、总线形等三种。任何一种网络系统都规定了它们各自的网络拓扑结构。 通过网络之间的相互连接，可以将不同拓扑结构的网络组合起来，组成一个集多种结构为一体的互连网络。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,网络的拓扑结构（cont.） 星形拓扑结构中，节点将分成端点和中间节点两种，每个端点必须通过点到点链路连接到中间节点上，任何两个端节点之间都要通过中间节点实现数据交换和通信。 在节点通信时，网络必须采用适当的访问控制策略和方法来解决节点之间的有序通信问题。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,分布式访问控制策略的星形网络中，中间节点主要是网络交换设备，采用存储-转发机制为网络节点提供传输路径和转发服务。另外，中间节点还可以根据需要将一个节点发来的数据同时转发给其它所有的节点，从而实现“广播式”传输。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,网络的拓扑结构（cont.） 环形拓扑结构中，各个节点通过收发器连入网络，收发器之间通过点到点链路连接成一个闭合的环形网络。发送节点所发送的数据帧沿着环路单向传递，每经过一个节点，该节点要判断这个数据帧是否发送给本节点的，如果是发送给本节点的，则要将数据帧拷贝下来。然后再将数据帧传递到下游节点。当数据帧历遍各个节点后，由发送节点将数据帧从环路上取下。这样，通过数据帧历遍各个节点可以实现“广播式”传输。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,在环形网络中，常用的访问控制方法是基于令牌(Token)的访问控制，它是一种分布式访问控制技术，由令牌及其传递规则来控制各个节点的介质访问，并且将令牌控制机制分布在每个节点上，各个节点将根据令牌传递协议控制节点对网络的访问。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,网络的拓扑结构（cont.） 总线形拓扑结构中，网络中的所有节点都直接连接到同一条传输介质上，这条传输介质称为总线。各个节点将依据一定的访问规则分时地使用总线来传输数据，发送节点发送的数据帧沿着总线向两端传播，总线上的各个节点都能接收到这个数据帧，并判断是否发送给本节点的，如果是发送给本节点的，则将该数据帧保留下来，否则将丢弃该数据帧。 总线形网络的“广播式”传输是依赖于数据信号沿着总线向两端传播的基本特性实现的。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,总线形网络中所有的节点共享一条总线，一次只允许一个节点发送数据，其它节点只能处于接收状态。为了使各个节点能够有序而合理地使用总线传输数据，必须采用一种适当的访问控制策略来控制各个节点对总线的访问。,School of Management Tianjin University,计算机网络概述,网络的拓扑结构（cont.） 任何一种网络系统都规定了其网络连接的拓扑结构，并通过相应的访问控制方法来控制各个节